高中物理 5.5《电能的输送》学案2 新人教版选修3-2VIP

1 五 电能的输送五 电能的输送 要点导学要点导学 1 本节内容重点是 输电线上损失电能的原因和输电线上损失的电能的计算 本节内容难点是 输电系统的 输电电压 用户得到的电压 和输电线上 损失的电压 三者的区别与联系 2 远距离输电电路图如图5 5 1所示 若输电线电阻 R 输电功率为 P 输电电压 U 则输电导线的电流 I2 P U1 输电导线上的电压降 电压损失 U损 I2R PR U1 输电导线上的功率损耗 P损 I22R U额2 R P2R U12 范例精析范例精析 例例1 发电机的输出电压为220V 输出功率为44KW 每条输电线电阻为 0 2 求用户得到的电压和电功率各是多少 如果发电站先用变压比为1 10 的升压变压器将电压升高 经同样输电线路后 再经过10 1的降压变压器降压 后供给用户 则用户得到的电压和电功率又各是多少 分析与解答 输送电路原理图如图5 5 2 发电站输出的功率 P出是一定的 当以220伏的电压输出时 输出电流应该是 I P出 U出 44000W 220V 200A 两条输电线路的总电阻为0 4 则导线上损失的电功率为 P损 I2r 200A 2 0 4 16kW 用户得到的电功率为 P P出 P损 44kW 16kW 27kW 在导线上损失的电压为 U损 I2r 200V 0 4 80V 用户得到的电压为 U U出 U损 220V 80V 140V 如果用1 10的变压器将电压升高到2200V 后再输送出去 则输出电流为 I P出 U出 44000W 2200V 20A 2 P损 I2r 20A 2 0 4 160W 用户得到的电功率为 P P出 P损 44kW 160W 43 83kW 在导线上损失的电压为 U损 I2r 20V 0 4 8V 加到用户端变压器上的电压为 U U出 U损 2200V 80V 2192V 经过变压器降压后输送给用户的电压为 219 2V 例例2 一个小型水力发电站 发电机输出电压 U0 250V 内电阻可以忽略不计 最大输出功率为 Pm 30kW 它通过总电阻 R线 2 0 的输电线直接向远处的 居民区供电 设居民区所有用电器都是额定电压 U用 220V 的白炽灯 总功率 为 P用 22kW 不计灯丝电阻随温度的变化 1 当居民区的电灯全部使用时 电灯两端的电压是多少伏 发电机实际输出 的电功率多大 2 若采用高压输电 在发电机端用升压变压器 在用户端用降压变压器 且 不计变压器和用户线路的损耗 已知用户变压器的降压比为40 1 当全部用户 电灯正常发光时 输电线上损耗的功率多大 解析 解析 1 如图5 5 3 P用 U用2 R用 2 2 I U0 R用 R线 250 4 2 59 5 A U灯 IR用 130 9V 131V P输 U0I 14880W 14 9kW 2 如图5 5 4 P用 U4I4 U4 220V I4 110A I3 I4 n4 n3 I3 I4 40 2 5A P损 I32R线 12 5W 拓展 拓展 关于电能输送问题 应详细作出输送原理图 分析电路特点 认真仔细 解题 能力训练能力训练 1 在电能输送过程中 若输送的电功率一定 则在输电线上损失的电功率 ACD A 随输电线电阻的增大而增大 B 和输送电压的平方成正比 C 和输电线上电压降落的平方成正比 D 和输电线中电流强度的平方成正比 2 输电线的电阻共计 r 输送的电功率为 p 输电电压为 U 则用户能得到的 3 电功率是 B A P B P P U r C I2R D P U r 3 用6600V 和220V 两种电压输电 若输送的功率和输电线的电阻相同 则低 压输电线与高压输电线上损失功率之比是 B A 1 900 B 900 1 C 1 30 D 30 1 4 一个小水电站输出电功率为20kw 输电线总电阻为0 5 如果先用400V 的 电压送电 后改用2000V 电压输电 则输电电压提高后输电线上损失的电功率 的变化情况是 A A 减少50W B 减少1200W C 减少7 68W D 增加7 68W 5 某变电站用220V 的电压送电 导线损失电功率是输出功率的20 若要使 导线损失电功率是输出功率的5 则输出电压应变为 V 440 6 相同材料组成的导线向同一处用户输送10kW 电能 在输电电压 U1 110V 和 U2 220V 两种情况下 要求输电线中损失的电能相同 则两情况下导线截面 积之比为 4 1 7 远距离送电的输电线一定时 如果以原来电压的10倍输送同样功率的电能时 输电线上损耗的电功率为原来的 1 100 8 发电机的路端电压为220V 输送电功率44kW 输电线电阻为0 4 则用户 得到的电功率为 V 用户得到的电功率为 kW 若用初 次级 线圈匝数之比为1 10的变压器升压 经同样的输电线输电后 再用初 次级 线圈匝数之比为10 1的变压器降压后供给用户 则用户得到的电压为 V 用户得到的电功率为 kW 140 28 219 43 8 9 某电厂要将电能输送到较远的用户 输送的总功率为9 8 104W 电厂输出 电压仅350V 为减少输送功率损失 先用一升压变压器将电压升高再输送 在 输送途中 输电线路的总电阻为4 允许损失的功率为输送功率的5 求用 户所需电压为220V 时 升压 降压变压器的原 副线圈的匝数比各是多少 1 8 12 1 10 有一台内阻为1 的发电机 供应学校的照明用电 如图5 5 5所示是输电 原理图 两变压器已选定 输电